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JP3216166B2 - Xy位置決めテーブル - Google Patents

Xy位置決めテーブル

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Publication number
JP3216166B2
JP3216166B2 JP27116791A JP27116791A JP3216166B2 JP 3216166 B2 JP3216166 B2 JP 3216166B2 JP 27116791 A JP27116791 A JP 27116791A JP 27116791 A JP27116791 A JP 27116791A JP 3216166 B2 JP3216166 B2 JP 3216166B2
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JP
Japan
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guide
linear
guide surface
side guide
drive
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JP27116791A
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JPH05104368A (ja
Inventor
信一 高村
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NSK Ltd
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NSK Ltd
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Publication date
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Publication of JPH05104368A publication Critical patent/JPH05104368A/ja
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/62Hybrid vehicles

Landscapes

  • Machine Tool Units (AREA)
  • Details Of Measuring And Other Instruments (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、平面上の任意の位置
にテーブルを位置決めするXY位置決めテーブルに関
し、特に、全体の厚みを薄くでき、且つ、要求される精
度,剛性,分解能等に容易に対応できる柔軟性のある構
成としたものである。
【0002】
【従来の技術】従来のXY位置決めテーブルは、ベッド
上面に、X方向に移動可能なサブテーブルと、このサブ
テーブルをX方向に直動させる第1のアクチュエータと
を配設するとともに、そのサブテーブルの上面に、Y方
向に移動可能なメインテーブルと、このメインテーブル
をY方向に直動させる第2のアクチュエータとを配設し
ていて、X方向の目標変位量に応じて第1のアクチュエ
ータを駆動することにより、サブテーブル及びメインテ
ーブルの両方をX方向に移動させ、Y方向の目標変位量
に応じて第2のアクチュエータを駆動することにより、
メインテーブルをY方向に移動させて、最上段のメイン
テーブルを、それらX方向及びY方向を含む平面上の任
意の位置に位置決めするようにしていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ような従来のXY位置決めテーブルにあっては、X方向
及びY方向の動きを二つのテーブルに分担させるため
に、ベッド上に二つのテーブルを積み重ねる必要がある
ので、全体が厚くなってしまうという問題点があった。
【0004】これは、従来の構成では、二つのテーブル
を駆動するために二つのアクチュエータを必要としてい
るのであるが、その駆動方向が90度ずれているため、
駆動部品同士の干渉を避ける等の理由からである。ま
た、アクチュエータ等の配設位置がさほど自由になら
ず、従って、使用位置等に対応して例えばアクチュエー
タの配設位置を変えることができず、スペース的な制約
がある場所への適用性があまり良くないという問題点も
あった。
【0005】この発明は、このような従来の技術が有す
る問題点に着目してなされたものであって、全体の厚み
を薄くすることができ、また、部材の配置等が比較的自
由に選定することができる柔軟性のある構成のXY位置
決めテーブルを提供することを目的としている。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項1に係る発明は、ベッド上に配設されたテー
ブルを平面上の任意の位置に位置決めするXY位置決め
テーブルにおいて、前記ベッドの上面側に、前記平面に
沿った同一若しくは平行な直線上を互いに独立に直動可
能な第1及び第2の直動部材を配設するとともに、前記
第1の直動部材に、案内の方向が、その直動方向に対
して傾斜した方向であって前記平面に平行である第1の
駆動側案内面を形成する部材を設け、前記第2の直動部
に、案内の方向が、その直動方向に対して傾斜した
方向であって前記平面に平行であり且つ前記第1の駆動
側案内面の案内の方向と交わる方向である第2の駆動側
案内面を形成する部材を設け、そして、前記テーブル
下面側に、前記第1の駆動側案内面に整合する第1の受
動側案内面と、前記第2の駆動側案内面に整合する第2
の受動側案内面とを形成した。また、請求項2に係る発
明は、上記請求項1に係る発明であるXY位置決めテー
ブルにおいて、前記平面に沿った同一直線上を互いに独
立に直動可能な前記第1及び第2の直動部材を二組設
け、一方の組の前記第1及び第2の直動部材の直動方向
と、他方の組の前記第1及び第2の直動部材の直動方向
とは、互いに平行な二直線上のそれぞれに設定した。そ
して、請求項3に係る発明は、上記請求項1又は2に係
る発明であるXY位置決めテーブルにおいて、前記第1
の直動部材上及び第2の直動部材上に設けられた部材の
側面に、前記第1の駆動側案内面及び第2の駆動側案内
面を形成したものである。 さらに、請求項4に係る発明
は、上記請求項1乃至3に係る発明であるXY位置決め
テーブルにおいて、前記ベッド及びテーブル間を、油若
しくは空気を利用した静圧軸受で案内するようにした。
そして、請求項5に係る発明は、上記請求項1乃至4に
係る発明であるXY位置決めテーブルにおいて、前記第
1の駆動側案内面と前記第1の受動側案内面との間、及
び前記第2の駆動側案内面と前記第2の受動側案内面と
の間のそれぞれを、静圧軸受又は直動ボール軸受で案内
するようにした。
【0007】
【作用】ここで、第1及び第2の直動部材が直動する方
向をX方向とし、このX方向に直交し且つテーブルを位
置決めする平面に平行な方向をY方向とする。そして、
第1の駆動側案内面の案内の方向と、第2の駆動側案内
面の案内の方向とは、平行ではないし、いずれもX方向
には一致しないから、それら案内の方向の延長線を考え
ると、それら延長線間のX方向距離は、Y方向の位置に
応じてリニアに変化することになる。
【0008】そこで、第1及び第2の直動部材を、同じ
方向に同じ量だけ移動させると、第1及び第2の直動部
材間のX方向の距離は変化しないから、第1及び第2の
駆動側案内面が接触する第1及び第2の受動側案内面の
Y方向位置は、第1及び第2の直動部材の移動の前後に
おいて同じ位置であり、従って、第1及び第2の直動部
材の変位は、第1及び第2の駆動側案内面と、第1及び
第2の受動側案内面とを介してテーブルに伝わり、テー
ブルは、第1及び第2の直動部材とともに、X方向に変
位する。
【0009】また、第1及び第2の直動部材を、上記と
は逆の方向に同じ量だけ移動させれば、テーブルは、そ
れら第1及び第2の直動部材とともに、X方向ではある
が、上記とは逆の方向に変位する。一方、第1及び第2
の直動部材を、それらのX方向距離が縮まる方向に移動
させると、上記延長線間のX方向距離が縮まるから、第
1及び第2の駆動側案内面が接触する第1及び第2の受
動側案内面のY方向位置が変化し、テーブルは、Y方向
に変位する。
【0010】さらに、第1及び第2の直動部材を、それ
らのX方向距離が拡がる方向に変位させると、上記延長
線間のX方向距離が拡がるから、第1及び第2の駆動側
案内面が接触する第1及び第2の受動側案内面のY方向
位置が上記とは逆の方向に変化し、テーブルは、Y方向
ではあるが、上記とは逆の方向に変位する。このよう
に、テーブルは、X方向及びY方向のいずれの向きにも
変位することができるから、第1及び第2の直動部材を
適宜移動させることにより、平面上の任意の位置に位置
決めされる。そして、請求項2に係る発明であれば、同
一直線上を直動する第1及び第2の直動部材を二組設け
るとともに、各組の直動部材の直動方向を平行に離して
いるから、X方向及びY方向の剛性がより高くなる。ま
た、請求項3に係る発明であれば、第1及び第2の直動
部材の移動を効率よくテーブルに伝えることができる。
そして、請求項4に係る発明であれば、テーブルはベッ
ド上をよりスムーズに滑動することができる。 さらに、
請求項5に係る発明であれば、X方向及びY方向への移
動が低摩擦で行えるようになる。
【0011】
【実施例】以下、この発明の実施例を図面に基づいて説
明する。図1は、本発明の第1実施例を示す図であり、
ベッド2とテーブル3とを分離した状態のXY位置決め
テーブル1の斜視図である。先ず、構成を説明する。
【0012】即ち、ベッド2上に重ねられるテーブル3
は、それらベッド2及びテーブル3間に構成される油若
しくは空気を利用した静圧軸受によって、水平面に仕上
げられているベッド2の上面を滑動可能となっている。
ベッド2上面には、X方向に延びてベッド2の一方の側
面から他方の側面まで通じる互いに平行な二つの溝2
A,2Bが形成されていて、それら溝2A,2Bには、
それぞれ二つの直動スライド4A,4B,4C及び4D
が嵌め込まれている。なお、溝2A,2Bの内側面と、
直動スライド4A,4B,4C及び4DのY方向を向く
端面とが軸受面となっていて、これにより、各直動スラ
イド4A,4B,4C及び4Dは、溝2A,2B内を、
X方向に個別に直動することができる。
【0013】そして、他の直動スライドに対向しない側
のそれら直動スライド4A,4B,4C及び4DのX方
向を向く端面には、溝2A,2Bに沿ってX方向に延
び、比較的長い部分がベッド2の側面よりも外側に突出
するロッド5A,5B,5C及び5Dが固定されてい
る。さらに、溝2A,2Bが開口する側のベッド2の側
面には、その上方をロッド5A,5B,5C及び5Dが
通過するように、電動モータ等から構成された駆動装置
6A,6B,6C及び6D(ただし、位置の関係上、図
1には駆動装置6A及び6Bは現れない。)が固定され
ている。
【0014】駆動装置6A,6B,6C及び6Dは、個
別に駆動可能であり、その上部に位置する回転出力軸で
ある一対のフリクションローラ6a,6bの間に、ロッ
ド5A,5B,5C及び5Dが挟み込まれている。従っ
て、駆動装置6A,6B,6C及び6Dの駆動力は、そ
のフリクションローラ6a,6bの摩擦力を介してロッ
ド5A,5B,5C及び5Dに伝達され、これにより、
各ロッド5A,5B,5C及び5Dは、それぞれ独立
に、X方向に進退することができる。
【0015】そして、各直動スライド4A,4B,4C
及び4Dの上面のそれぞれには、外観は直方体をなす案
内スライド7A,7B,7C及び7Dが、その側面7a
(他方の側面は、位置の関係上、図1には現れない。)
の長い方の稜線がX方向及びY方向の軸に45度で交わ
るとともに、対角線位置にある案内スライド7A及び7
Dの端面同士が対向し且つ案内スライド7B及び7Cの
端面同士が対向するように、固定されている。
【0016】一方、テーブル3は、その平面形状は正方
形であるとともに、その下面には、正方形の対角線に沿
って中心から頂点に向かって延びる四つの案内溝3A,
3B,3C及び3Dが形成されている。これら案内溝3
A,3B,3C及び3Dは、案内スライド7A,7B,
7C及び7Dの幅寸法に併せた幅に形成されていて、案
内溝3A,3B,3C及び3Dの両内側面と、案内スラ
イド7A,7B,7C及び7Dの両側面7aとが軸受面
となっており、これにより、案内スライド7A,7B,
7C及び7Dは、案内溝3A,3B,3C及び3D内を
スライドすることができる。
【0017】次に、本実施例の動作を説明する。このX
Y位置決めテーブル1は、案内溝3A,3B,3C及び
3D内に案内スライド7A,7B,7C及び7Dが嵌ま
り込むように、テーブル3をベッド2上に重ねて使用す
る。図2(a)及び(b)は、テーブル3をX方向に変
位させる場合の動作を説明するXY位置決めテーブル1
の平面図である。
【0018】先ず、図2(a)に示すように、ロッド5
A,5Bが溝2A,2Bから引き抜かれる方向に駆動装
置6A,6Bを駆動させるととともに、ロッド5C,5
Dが溝2A,2Bに押し込まれる方向に駆動装置6C,
6Dを駆動させる。ただし、各ロッド5A,5B,5C
及び5Dの移動量及び移動速度は等しくする。すると、
直動スライド4A,4B,4C及び4D(図2では省略
している。)は、同じ速度で同じ量だけX方向に移動す
るから、これらに固定されている案内スライド7A,7
B,7C及び7Dも、それらの相対位置関係は変化せず
に、X方向に変位する。
【0019】従って、案内スライド7A,7B,7C及
び7DのX方向の変位は、そのまま案内溝3A,3B,
3C及び3Dに伝わるから、結局、直動スライド4A,
4B,4C及び4DのX方向の変位は、案内スライド7
A,7B,7C及び7D、案内溝3A,3B,3C及び
3Dを介してテーブル3に伝わり、テーブル3は、X方
向に変位する。
【0020】逆に、図2(b)に示すように、ロッド5
A,5Bが溝2A,2Bに押し込まれる方向に駆動装置
6A,6Bを駆動させるととともに、ロッド5C,5D
が溝2A,2Bから引き抜かれる方向に駆動装置6C,
6Dを駆動させる(ただし、上記と同様に、各ロッド5
A,5B,5C及び5Dの移動量及び移動速度は等しく
する。)と、今度は、上記と逆向きの動作によって、テ
ーブル3は、上記とは逆向きにX方向に変位する。
【0021】このように、テーブル3は、駆動装置6
A,6B,6C及び6Dを適宜駆動させることにより、
X方向の任意の位置に変位することができる。図3
(a)及び(b)は、テーブル3をY方向に変位させる
場合の動作を説明するXY位置決めテーブル1の平面図
である。先ず、図3(a)に示すように、ロッド5A,
5Cが溝2Aに押し込まれる方向に駆動装置6A,6C
を駆動させるととともに、ロッド5B,5Dが溝2Bか
ら引き抜かれる方向に駆動装置6B,6Dを駆動させ
る。ただし、上記と同様に、各ロッド5A,5B,5C
及び5Dの移動量及び移動速度は等しくする。
【0022】すると、直動スライド4A及び4C(図3
では省略している。)間のX方向距離は縮まり、直動ス
ライド4B及び4D(図3では省略している。)間のX
方向距離は拡がるから、それらに固定されている案内ス
ライド7A及び7C間のX方向距離も縮まり、案内スラ
イド7B及び7D間のX方向距離も拡がる。案内スライ
ド7A及び7C間のX方向距離が縮まると、それら案内
スライド7A及び7Cは、案内溝3A及び3Cに嵌まり
込んでいるから、それら案内溝3A及び3C内を中心に
向かって移動し、また、案内スライド7B及び7D間の
X方向距離が拡がると、それら案内スライド7B及び7
Dは、案内溝3B及び3Dに嵌まり込んでいるから、そ
れら案内溝3B及び3D内を頂点に向かって移動するこ
とになる。
【0023】しかし、案内スライド7A,7B,7C及
び7Dが固定されている直動スライド4A,4B,4C
及び4Dは、X方向に延びる溝2A,2Bに嵌まり込ん
でいるため、案内スライド7A,7B,7C及び7D
は、ベース2に対してX方向にしか移動できないから、
結局、その案内スライド7A,7B,7C及び7Dが案
内溝3A,3B,3C及び3D内を移動する際のY方向
成分は、テーブル3側に作用することになり、この結
果、テーブル3が、Y方向に変位する。
【0024】逆に、図3(b)に示すように、ロッド5
A,5Cが溝2Aから引き抜かれる方向に駆動装置6
A,6Cを駆動させるととともに、ロッド5B,5Dが
溝2Bに押し込まれる方向に駆動装置6B,6Dを駆動
させる(ただし、上記と同様に、各ロッド5A,5B,
5C及び5Dの移動量及び移動速度は等しくする。)
と、今度は、案内スライド7A及び7C間のX方向距離
が拡がり、案内スライド7B及び7D間のX方向距離が
縮まるから、案内スライド7A及び7Cは、案内溝3A
及び3C内を頂点に向かって移動し、案内スライド7B
及び7Dは、案内溝3B及び3D内を中心に向かって移
動することになる。
【0025】この結果、テーブル3は、上記とは逆向き
にY方向に変位するから、結局、駆動装置6A,6B,
6C及び6Dを適宜駆動させることにより、テーブル3
は、Y方向の任意の位置に変位することができる。この
ように、テーブル3は、駆動装置6A,6B,6C及び
6Dを適宜駆動させることにより、X方向及びY方向の
何れの方向にも変位できるから、ベッド2の上面の任意
の位置に位置決めすることができる。
【0026】そして、本実施例の構成であれば、上述の
ように、テーブル3をX方向及びY方向の両方向に変位
させることができるので、従来のXY位置決めテーブル
のように、X方向に変位するテーブルと、Y方向に変位
するテーブルとを積み重ねた構成とする必要がないか
ら、装置全体の厚みを薄くすることができ、装置の小型
化が図られる。
【0027】さらに、本実施例では、テーブル3をX方
向に変位させる場合には、直動スライド4A,4B,4
C及び4DのX方向変位がそのままテーブル3に伝わる
が、テーブル3をY方向に変位させる場合には、案内ス
ライド7A,7B,7C及び7Dと案内溝3A,3B,
3C及び3Dとの間の相対変位のY方向成分がテーブル
3のY方向変位となるため、その案内スライド7A,7
B,7C及び7Dの案内の方向と、X方向の軸とがなす
角度が45度であることから、直動スライド4A,4
B,4C及び4Dの変位量が、テーブル3のY方向への
変位量となる。
【0028】つまり、本実施例の構成では、例えば半導
体素子の製造装置のように高精度の位置決めが要求され
る装置に本実施例のXY位置決めテーブル1を適用する
場合には、高精度の位置決めが要求される方向と、本実
施例のXY位置決めテーブル1のY方向とを一致させる
ことが望ましい。そして、図4に示すように、案内溝3
A,3Dと、案内溝3B,3Cとのなす角度θを大きく
することにより、Y方向の分解能を、さらに上げること
が可能である。例えば、上記実施例ではθ=90度であ
ったが、θ=120度とすることにより、Y方向の分解
能を図1の構成に比べて約1.7倍にすることができ、よ
り高精度の位置決めの要求に対応することができる。
【0029】さらに、本実施例のように、直動スライド
4Aと直動スライド4Cとを同一直線上に沿って直動さ
せ、直動スライド4Bと直動スライド4Dとを他の同一
直線上に沿って直動させ、且つ、それら直線を互いに平
行な二直線とすれば、テーブル3のX方向及びY方向の
両方向に対する剛性を高くでき、それに伴ってより高精
度の位置決めが行えるという利点もある。またさらに、
本実施例のような構成であれば、案内スライド7A及び
7Dを連結する必要がないし、案内スライド7B及び7
Cを連結する必要もないから、それら案内スライド7A
〜7Dの高さ位置(上面の高さ)を揃えることができ、
かかる点も装置全体の厚みを薄くすることに繋がってい
る。ここで、本実施例では、直動スライド4Aを第1の
直動部材とすれば、直動スライド4Cが第2の直動部
材、案内スライド7Aの側面7aが第1の駆動側案内
面、案内スライド7Cの側面7aが第2の駆動側案内
面、案内溝3Aの内側面が第1の受動側案内面、案内溝
3Cの内側面が第2の受動側案内面となる。また、直動
スライド4Bを第1の直動部材とすれば、直動スライド
4Dが第2の直動部材、案内スライド7Bの側面7aが
第1の駆動側案内面、案内スライド7Dの側面7aが第
2の駆動側案内面、案内溝3Bの内側面が第1の受動側
案内面、案内溝3Dの内側面が第2の受動側案内面とな
る。
【0030】図5は、本発明の第2実施例を示す図であ
り、XY位置決めテーブル1の平面図である。先ず、構
成を説明する。即ち、テーブル3が滑動可能に重ねられ
るベッド2の上面には、X方向に延びベッド2の一方の
側面から他方の側面まで通じる溝2Cが形成されてい
て、この溝2Cの両端部には、個別に駆動可能な電動モ
ータ10A,10Bが、その出力軸を溝2Cの内側に向
けて固定されている。
【0031】そして、各電動モータ10A,10Bの出
力軸には、ボールねじ機構を構成し且つ溝2Cに沿って
延びるねじ軸11A,11Bが、回転力伝達可能に連結
されていて、それらねじ軸11A,11Bの端部は支持
ベアリング11aによって回転自在に支持されるととも
に、それらねじ軸11A,11Bのそれぞれには、溝2
Cに嵌め込まれたボールねじ機構を構成するナット12
A,12Bが螺合している。
【0032】さらに、ナット12A,12Bの側面と、
これに対向する溝2Cの内側面とが軸受面となってい
て、これにより、ナット12A,12Bは、回転運動を
阻止されて、溝2C内を、個別にX方向に変位すること
ができる。また、ナット12Aの上面には、その側面と
X方向の軸とが45度で交わるように案内スライド13
Aが固定されるとともに、ナット12Bの上面には、そ
の側面とX方向の軸とが45度で交わるように案内スラ
イド13Bが固定されている。ただし、案内スライド1
3A,13Bは、それらの側面同士が平行にならないよ
うに固定されている。
【0033】一方、テーブル3は、その平面形状は正方
形を二つ併せた長方形であるとともに、その下面には、
長方形の長い方の一辺の端部から他方の辺の中央に向か
って延びる二つの案内溝14A,14Bが形成されてい
る。ただし、それら二つの案内溝14A,14Bは、直
角に交わっている。そして、案内溝14A,14Bは、
案内スライド13A,13B幅寸法に併せた幅に形成さ
れていて、案内溝14A,14B両内側面と、案内スラ
イド13A,13Bの両側面とが軸受面となっており、
これにより、案内スライド13A,13Bは、案内溝1
4A,14B内をスライドすることができる。
【0034】次に、本実施例の動作を説明する。このX
Y位置決めテーブル1は、案内溝14A,14Bに案内
スライド13A,13Bが嵌まり込むように、テーブル
3をベッド2上に重ねて使用する。そして、電動モータ
10Aを回転駆動させると、その出力軸に連結されたね
じ軸11Aが回転し、その回転力がボールねじ機構によ
りナット12Aの進退力に変換され、ナット12Aが溝
2Cに沿ってX方向に変位する。
【0035】同様に、電動モータ10Bを回転駆動させ
れば、その出力軸に連結されたねじ軸11Bが回転し、
その回転力がボールねじ機構によりナット12Bの進退
力に変換され、ナット12Bが溝2Cに沿ってX方向に
変位する。そして、ナット12A,12Bを、同じ方向
に同じ量だけ変位させれば、それらナット12A及び1
2B間のX方向距離は変化しないから、それらに固定さ
れた案内スライド13A,13Bの案内溝14A,14
B内における位置は変化せず、従って、そのナット12
A,12Bの変位に伴って、テーブル3がX方向に変位
する。
【0036】また、ナット12A,12Bを、それらの
間のX方向距離が縮む方向に変位させれば、案内スライ
ド13Aは、案内溝14A内を図5左上から右下に向か
って移動するとともに、案内スライド13Bは、案内溝
14B内を図5右上から左下に向かって移動するが、そ
れら案内スライド13A,13Bが固定されたナット1
2A,12Bは、溝2Cに嵌め込まれているのでY方向
には変位できないから、案内スライド13A,13Bと
案内溝14A,14Bとの間に生じる相対変位のY方向
成分は、テーブル3側に作用し、その結果、テーブル3
は、Y方向である図5上方に変位する。
【0037】逆に、ナット12A,12Bを、それらの
間のX方向距離が拡がる方向に変位させれば、案内スラ
イド13Aは、案内溝14A内を図5右下から左上に向
かって移動し、案内スライド13Bは、案内溝14B内
を図5左下から右上に向かって移動するから、案内スラ
イド13A,13Bと案内溝14A,14Bとの間に生
じる相対変位のY方向成分は、上記とは逆にテーブル3
側に作用し、テーブル3は、Y方向である図5下方に変
位する。
【0038】このように、本実施例の構成であっても、
テーブル3は、X方向及びY方向の何れの方向にも変位
できるから、テーブル3をベッド2上の任意の位置に位
置決めすることができる。そして、本実施例の構成であ
れば、電動モータ10A,10B等の駆動系部品が、上
記第1実施例の半分となるから、上記第1実施例のXY
位置決めテーブルに比べて剛性や精度がやや劣るが、部
品点数が少なくなり、小型軽量且つ低コストのXY位置
決めテーブル1とすることができる。
【0039】また、ナット12A,12Bをボールねじ
機構で進退させているため、上記第1実施例のように、
直動スライドを移動させるためのロッドが装置の外側に
大きく突出するようなことがない。ここで、本実施例で
は、ナット12Aが第1の直動部材に対応し、ナット1
2Bが第2の直動部材に対応し、案内スライド13Aの
側面が第1の駆動側案内面を構成し、案内スライド13
Bの側面が第2の駆動側案内面を構成し、案内溝13A
の内側面が第1の受動側案内面を構成し、案内溝13B
の内側面が第2の受動側案内面を構成する。
【0040】図6は、本発明の第3実施例を示す図であ
り、XY位置決めテーブル1の平面図である。なお、上
記第1実施例の構成と同様の部材及び部位には、同じ符
号を付し、その重複する説明は省略する。即ち、本実施
例では、ベッド2の上面に、X方向に延びる二つの溝2
A,2Bを形成し、一方の溝2Aに二つの直動スライド
4A,4Cを直動可能に嵌め込んだ点は上記第1実施例
と同様であるが、他方の溝2Bには、直動スライド4D
だけを直動可能に嵌め込んでいる。
【0041】そして、案内スライド7A,7Bを、その
側面とX方向の軸とが図4に示した構成よりもさらに鋭
角に交わるように、直動スライド4A,4Cの上面に固
定するとともに、案内スライド7Dを、その側面がY方
向の軸と平行になるように、直動スライド4Dの上面に
固定している。一方、テーブル3の下面には、案内スラ
イド7Aに整合する案内溝3A,案内スライド7Cに整
合する案内溝3Cとともに、案内スライド7Dに整合す
るY方向に延びる案内溝3Eを形成している。
【0042】このような構成であると、テーブル3は、
上記第1実施例及び第2実施例と同様に、直動スライド
4A,4Cを互いに逆方向に変位させることによりY方
向に変位するが、案内溝3A,3C及び案内スライド7
A,7Cの案内の方向を、図4に示した構成よりもさら
にX方向の軸に近づけているため、さらにY方向の分解
能を高くすることができ、より高精度の位置決めの要求
に対応することができる。
【0043】なお、テーブル3をY方向に移動させる際
には、案内溝3E及び案内スライド7Dの案内の方向が
Y方向に一致しているため、案内溝3E及び案内スライ
ド7Dが移動の障害になることはない。一方、直動スラ
イド4A,4C及び4Dを同じ方向に同じ量だけ変位さ
せれば、その変位がそのままテーブル3に伝わるから、
テーブル3はX方向に変位することができる。
【0044】そして、本実施例では、案内溝3A,3C
及び案内スライド7A,7Cの案内の方向を図4に示し
た構成よりもさらにX方向の軸に近づけているため、上
述のようにY方向の分解能を高めることはできるが、そ
れら案内溝3A,3C及び案内スライド7A,7C間の
X方向の剛性が低くなってしまう。しかし、駆動源6D
の駆動力は、案内の方向がY方向を向いた案内スライド
7D及び案内溝3Eを介してテーブル3に伝わるため、
全体としてのX方向の剛性低下を防ぐことができる。
【0045】ここで、本実施例では、直動スライド4A
を第1の直動部材と考えれば、直動スライド4C及び4
Dのそれぞれが第2の直動部材に対応し、案内スライド
7Aの側面が第1の駆動側案内面に対応し、案内スライ
ド7C及び7Dのそれぞれの側面が第2の駆動側案内面
に対応し、案内溝3Aの内側面が第1の受動側案内面に
対応し、案内溝3C及び3Eのそれぞれの内側面が第2
の受動側案内面に対応する。
【0046】図7は、本発明の第4実施例を示す図であ
り、図1と同様に、ベッド2とテーブル3とを分離した
状態のXY位置決めテーブル1の斜視図である。なお、
上記第1実施例の構成と同様の部材及び部位には、同じ
符号を付し、その重複する説明は省略する。即ち、本実
施例では、溝2A,2Bの端部に、その出力軸がそれら
溝2A,2Bの内側を向くように電動モータ20A,2
0B,20C及び20Dを固定するとともに、各電動モ
ータ20A,20B,20C及び20Dには、ボールね
じ機構を構成し且つ溝2A,2Bに沿って延びるねじ軸
21A,21B,21C及び21Dが連結されている。
【0047】各ねじ軸21A,21B,21C及び21
Dは、その端部が支持ベアリング21aによって個別に
回転自在に支持されており、従って、電動モータ20
A,20B,20C及び20Dの回転力を受けて個別に
回転することができる。そして、各ねじ軸21A,21
B,21C及び21Dには、溝2A,2B内に直動可能
に嵌め込まれたボールねじ機構を構成するナット22
A,22B,22C及び22Dが螺合している。
【0048】さらに、ナット22A,22B,22C及
び22Dの上面には、直動ボール軸受を構成するベアリ
ング23A,23B,23C及び23Dが、その案内の
方向が、ベッド2の中心を向くように固定されている。
そして、テーブル3の下面には、上記ベアリング23
A,23B,23C及び23Dとともに直動ボール軸受
を構成するレール24A及び24Bが、平面形状が正方
形であるテーブル3の対角線に沿って固定されている。
【0049】このような構成であっても、上記第1実施
例と実質的に同じ作用が得られるから、テーブル3をベ
ッド2上の任意の位置に位置決めすることができ、上記
第1実施例と同等の効果が得られる。そして、本実施例
の構成であれば、テーブル3の下面に案内溝を形成する
代わりにレール24A,24Bを固定する構成であるか
ら、上記第1実施例のXY位置決めテーブルよりも簡易
な工程で製造することが可能になる。しかも、上記のよ
うな直動ボール軸受を案内面に適用しているため、テー
ブル3の移動をより低摩擦で行えその移動がスムーズに
なるという利点もある。
【0050】また、ナット22A,22B,22C及び
22Dをボールねじ機構で進退させているため、上記第
1実施例のように、直動スライドを移動させるためのロ
ッドが装置の外側に大きく突出するようなことがない。
ここで、本実施例では、ナット22Aを第1の直動部材
とすれば、ナット22Cが第2の直動部材、ベアリング
23Aの軸受面が第1の駆動側案内面、ベアリング23
Cの軸受面が第2の駆動側案内面、レール24Aの内、
ベアリング23Aが嵌まり合う部分が第1の受動側案内
面、レール24Bの内、ベアリング23Cが嵌まり合う
部分が第2の受動側案内面となる。
【0051】また、ナット22Bを第1の直動部材とす
れば、ナット22Dが第2の直動部材、ベアリング23
Bの軸受面が第1の駆動側案内面、ベアリング23Dの
軸受面が第2の駆動側案内面、レール24Bの内、ベア
リング23Bが嵌まり合う部分が第1の受動側案内面、
レール24Aの内、ベアリング23Dが嵌まり合う部分
が第2の受動側案内面となる。
【0052】図8は、本発明の第5実施例を示す図であ
り、XY位置決めテーブル1の平面図である。即ち、ベ
ッド2の上面には、X方向に延びる二組のガイドレール
30A,30B及び31A,31Bが固定されるととも
に、ガイドレール30A,30Bに沿ってX方向に直動
可能なサブテーブル32と、ガイドレール31A,31
Bに沿ってX方向に直動可能なサブテーブル33とが配
設されている。
【0053】そして、ガイドレール30A及び30B間
には、これらと平行にX方向に延びるねじ軸34が、両
端部を支持軸受35a,35bに支持されて回転自在に
配設されるとともに、そのねじ軸34の一方の端部は、
ベッド2の側面に固定された電動モータ36の出力軸に
連結されている。同様に、ガイドレール31A及び31
B間には、これらと平行にX方向に延びるねじ軸37
が、両端部を支持軸受38a,38bに支持されて回転
自在に配設されるとともに、そのねじ軸37の一方の端
部は、電動モータ36が固定されたのと同じ側のベッド
2の側面に固定された電動モータ39の出力軸に連結さ
れている。
【0054】なお、ねじ軸34及び37のそれぞれに
は、これらとともにボールねじ機構を構成するナットが
螺合していて、ねじ軸34に螺合するナットの上面は、
サブテーブル32の下面に固定され、ねじ軸37に螺合
するナットの上面は、サブテーブル33の下面に固定さ
れている。そして、サブテーブル32の上面には、一対
のガイドレール40A,40Bが、互いに平行であっ
て、X方向の軸と45度の角度で交わるように固定さ
れ、サブテーブル33の上面には、一対のガイドレール
41A,41Bが、互いに平行であって、X方向の軸と
45度の角度で交わり且つガイドレール40A,40B
と平行にならないように、固定されている。
【0055】一方、テーブル3の下面には、ガイドレー
ル40A,40Bを外側から挟み込む一対のガイドレー
ル42A,42Bと、ガイドレール41A,41Bを外
側から挟み込む一対のガイドレール43A,43Bと
が、固定されている。そして、ガイドレール40A,4
0Bの外側面とガイドレール42A,42Bの内側面と
が軸受面を構成するとともに、ガイドレール41A,4
1Bの外側面とガイドレール43A,43Bの内側面と
が軸受面を構成している。
【0056】このような構成であっても、上記各実施例
と同様に、サブテーブル32及び33を同じ方向に同じ
量だけ移動させれば、そのサブテーブル32及び33の
変位はそのままテーブル3に伝わるから、テーブル3は
X方向に変位するし、サブテーブル32及び33を互い
に逆方向に変位させれば、ガイドレール40A,40B
及びガイドレール42A,42B間の相対変位のY方向
成分と、ガイドレール41A,41B及びガイドレール
43A,43B間の相対変位のY方向成分とがテーブル
3に作用するから、テーブル3は、Y方向に変位する。
従って、テーブル3は、ベッド2上の任意の位置に位置
決めすることができる。
【0057】そして、本実施例の構成であれば、電動モ
ータ36及び39を、ベッド2の一つの側面のみに配設
したため、それ以外の側面には駆動系の部品が突出しな
いようにすることができ、スペース的に制約がある場合
であっても、配置が容易になるという利点がある。その
他の作用効果は、上記第1実施例と同様である。ここ
で、本実施例では、サブテーブル32が第1の直動部材
に対応し、サブテーブル33が第2の直動部材に対応
し、ガイドレール40A,40Bの外側面が第1の駆動
側案内面に対応し、ガイドレール41A,41Bの外側
面が第2の駆動側案内面に対応し、ガイドレール42
A,42Bの内側面が第1の受動側案内面に対応し、ガ
イドレール43A,43Bの内側面が第2の受動側案内
面に対応する。
【0058】なお、上記各実施例では、ベッド2側に第
1及び第2の直動部材に対応する部材を設ける構成とし
ているが、これとは逆に、テーブル3の下面に直動部材
に対応する部材を設ける構成としても同等の作用効果は
得られる。また、直動スライド等の駆動方式は、上記各
実施例の構成に限定されるものではなく、例えば、油圧
ポンプ、ワイヤ駆動、ギア駆動、リニアモータ等を利用
して駆動する構成としてもよい。
【0059】さらに、各軸受面には、静圧軸受、転がり
軸受、リニアガイド等を適宜使用し得るものである。
【0060】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ベッド上に配設されたテーブルを互いに直交する二つの
方向に移動させることができるから、装置全体の厚みを
薄くすることができ、しかも、駆動源や駆動力の伝達機
構を比較的自由に選定できるから、要求される精度,剛
性,分解能等に柔軟に対応することができるという効果
が得られる。特に、請求項2に係る発明であれば、より
高精度の位置決めが行えるという効果があるし、請求項
〜5に係る発明であれば、テーブルの移動がスムーズ
になるという効果もある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例の構成を示す斜視図であ
る。
【図2】第1実施例の作用を説明する平面図である。
【図3】第1実施例の作用を説明する平面図である。
【図4】分解能を高めるための構成例を示す平面図であ
る。
【図5】本発明の第2実施例の構成を示す平面図であ
る。
【図6】本発明の第3実施例の構成を示す平面図であ
る。
【図7】本発明の第4実施例の構成を示す斜視図であ
る。
【図8】本発明の第5実施例の構成を示す平面図であ
る。
【符号の説明】
1 XY位置決めテー
ブル 2 ベッド 2A,2B,2C 溝 3 テーブル 3A,3B,3C,3D,3E 案内溝 4A,4B,4C,4D 直動スライド 7A,7B,7C,7D 案内スライド 12A,12B, ナット 13A,13B 案内スライド 14A,14B 案内溝 22A,22B,22C,22D ナット 23A,23B,23C,23D ベアリング 24A,24B レール 32,33 サブテーブル 40A,40B,41A,41B ガイドレール 42A,42B,43A,43B ガイドレール

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ベッド上に配設されたテーブルを平面上
    の任意の位置に位置決めするXY位置決めテーブルにお
    いて、前記ベッドの上面側に、前記平面に沿った同一若
    しくは平行な直線上を互いに独立に直動可能な第1及び
    第2の直動部材を配設するとともに、前記第1の直動部
    に、案内の方向が、その直動方向に対して傾斜した
    方向であって前記平面に平行である第1の駆動側案内面
    を形成する部材を設け、前記第2の直動部材に、案内
    の方向が、その直動方向に対して傾斜した方向であって
    前記平面に平行であり且つ前記第1の駆動側案内面の案
    内の方向と交わる方向である第2の駆動側案内面を形成
    する部材を設け、そして、前記テーブルの下面側に、前
    記第1の駆動側案内面に整合する第1の受動側案内面
    と、前記第2の駆動側案内面に整合する第2の受動側案
    内面とを形成したことを特徴とするXY位置決めテーブ
    ル。
  2. 【請求項2】 前記平面に沿った同一直線上を互いに独
    立に直動可能な前記第1及び第2の直動部材を二組設
    け、一方の組の前記第1及び第2の直動部材の直動方向
    と、他方の組の前記第1及び第2の直動部材の直動方向
    とは、互いに平行な二直線上のそれぞれに設定した請求
    項1記載のXY位置決めテーブル。
  3. 【請求項3】 前記第1の直動部材上及び第2の直動部
    材上に設けられた部材の側面に、前記第1の駆動側案内
    面及び第2の駆動側案内面を形成した請求項1又は請求
    項2記載のXY位置決めテーブル。
  4. 【請求項4】 前記ベッド及びテーブル間を、油若しく
    は空気を利用した静圧軸受で案内するようにした請求項
    1乃至請求項3のいずれかに記載のXY位置決めテーブ
    ル。
  5. 【請求項5】 前記第1の駆動側案内面と前記第1の受
    動側案内面との間、及び前記第2の駆動側案内面と前記
    第2の受動側案内面との間のそれぞれを、静圧軸受又は
    直動ボール軸受で案内するようにした請求項1乃至請求
    項4のいずれかに記載のXY位置決めテーブル。
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